壓力容器焊接質量控制

張恒 崔金剛

摘要：焊接技術作為壓力容器生產制造中較為常用的技術手段，它對壓力容器質量有重大影響。本文針對壓力容器焊接技術應用中存在的問題，從焊材復檢、焊接工藝評定、焊接試板、熱處理等影響因素入手分析，并提出焊接質量控制手段，以期對今后工作能起到幫助作用。

關鍵詞：壓力容器;焊接工藝卡;質量控制;補焊

我國作為工業大國，壓力容器是我國的石油化工、醫藥、電力等行業生產中主要設備，我國對其質量尤為重視。在壓力容器加工過程中廣泛使用焊接技術，焊縫內部或表面一旦出現超標的缺陷，將影響壓力容器的安全性和可靠性。為了改善這種情況，制造者應在壓力容器焊接前做好焊材復檢、焊接工藝評定等焊接技術準備，焊接中進行焊接試板的制作，焊接后進行熱處理等一系列措施盡可能的減少或避免焊接缺陷的出現，保證壓力容器的焊接質量。

1、焊接前的質量控制

焊接技術準備工作是焊接工作的基礎，對焊接質量起著決定性的作用。

第一，制造者收到壓力容器的設計圖紙后應仔細研究圖紙，找出圖紙中存在的設計問題，對于不合理、錯誤的地方向設計者進行澄清以及根據實際情況進行合理的材料代換，根據母材選擇匹配的焊接方法和焊接材料。

第二，分析圖紙及制造標準，根據制造者的人員、制造環境、設備、技術水平等條件，制定焊接工藝評定計劃，焊接工藝評定計劃應覆蓋該壓力容器焊接涉及到的所有的母材及焊接材料、焊接方法、接頭形式、焊接位置等因素。根據圖紙，結合壓力容器的部件和原鋼板尺寸對壓力容器的焊縫進行合理排版，并對所有的焊縫進行分類編號以便對焊縫的質量進行跟蹤控制。

第三，市場上的焊接材料魚龍混雜，真假難辨，因此在焊材采購到廠后，應按要求進行焊材復檢，主要驗證焊材的化學性能、力學性能、機械性能是否滿足介質和強度要求。焊接材料到場后應按焊接材料供應商的使用說明書進行存儲，保證其溫度、濕度滿足要求，并確保焊接材料在質保期內。

第四，擬定焊接工藝評定，根據以往類似經驗，擬定每種焊接方法的焊接參數，包括焊接電流、電壓、焊接速度、模擬熱處理等，并按照焊接工藝評定計劃的項目采用擬定的焊接參數進行焊接工藝評定試板的焊接及熱處理，并做好記錄，焊接完成后按照要求進行無損檢測和試樣截取及加工，按標準要求對試樣進行化學成分、力學性能、機械性能、宏觀金相、微觀金相等各項試驗，試驗合格后按照實際采用的參數制定焊接工藝卡。

2、焊接過程中的質量控制

焊接過程中的質量控制是影響焊接質量的直接因素。

第一，焊接工藝卡是焊工施焊的依據性文件，也是焊接質量的控制性文件，焊接工藝卡規定了焊接操作的各項參數，如焊接材料、預熱溫度、層道順序、層間溫度、組對間隙、熱處理、無損檢測項目、質量標準等要求，所有的焊接參數都是經過焊接工藝評定驗證過并且滿足質量要求的，因此在正式施焊（包括定位焊）前，焊工應熟悉焊接工藝卡中的所有要求，并嚴格按照焊接工藝卡的要求施焊，并且，在施焊過程中，加強巡檢，避免違規施焊。

第二，焊接過程中應嚴格執行自檢、互檢、專檢等三檢制度，確保坡口加工質量、組對質量、焊接質量等每一道工序都符合焊接工藝卡的要求，每一道工序檢查合格并經過質量檢查員確認后才可進入下一個工序，若檢查不合格應經過處理合格后才可進入下一工序，禁止未經確認直接進入下一工序。工序交接時應有相應的交接手續，以提高各工序操作人員的責任心，保證工序質量。

第三，按照標準要求設置產品焊接試件，產品焊接試件應與壓力容器正式產品的施焊環境、焊接材料、焊接位置、焊接參數、熱處理等要求完全相同，焊接完成后應與產品焊縫一起打上焊工鋼印號，產品焊接試件應隨壓力容器一起按照焊接工藝卡的要求進行熱處理，按要求無損檢測合格后對產品焊接試件進行拉伸、彎曲、沖擊等破壞性試驗，試驗結果應滿足合格標準的要求。

第四，嚴格控制焊接材料，在領用焊材前，焊材（焊條）應按照供應商的使用說明書進行烘干、保溫，在實際生產過程中，應對焊材進行有效管理，即按照要求安排焊接材料入場，以免焊接材料長期暴露在空氣中，從而影響焊接性能和質量。同時，應注意的是，焊接材料管理人員還應控制剩余焊材的發放和回收工作，即發放時應確認焊接材料的數量和型號、牌號符合領用者的施焊部位的要求，班后應按要求回收剩余的焊接材料，檢查回收量和使用量，發放、回收時應嚴格登記，并簽字確認，以減少焊接生產過程中出現錯誤的可能性。

第五，加強施焊環境的監控，施焊環境對焊接質量的影響較為敏感，特別是雨天、大風天或溫濕度超標時易造成裂紋、氣孔等缺陷，因此在焊接時應盡量在容易控制溫濕度且避免風吹雨淋的環境下施焊，雨天可加設防雨棚，溫度過低時應按照標準要求對環境和母材本身進行預熱，濕度超標時應開啟抽濕設備，溫濕度和風速等環境因素均滿足要求時才可施焊，否則禁止施焊。大型壓力容器施焊時可考慮在車間內分塊、分段、分部制作，盡量減少現場焊縫，避免現場焊接重要焊縫和易出現質量問題的焊縫。

第六，重要的壓力容器按照要求往往需要提交相應的竣工資料，與實體的質量相比，資料的質量同樣重要，因此，應按照要求進行資料管理，對于竣工資料不應是施工完成后進行回憶和補充，而應該在施工過程中按要求對每一道工序、每條焊縫進行如實記錄，施工完成后再進行整理歸檔，這樣，不但可以使產品的每一道工序都具有可追溯性和真實性，也可以加強各個環節的責任人的質量意識和責任心，保證壓力容器質量的穩定性和可靠性。

3、焊接后的質量控制

對于焊縫的質量，焊接后的質量控制是必不可少的。

第一，按照要求對壓力容器進行熱處理，壓力容器熱處理一般包括消氫熱處理和消應力熱處理。消氫熱處理在焊接過程中或焊接完成后立即進行，目的是使焊縫中的擴散氫迅速逸出，以降低焊縫及熱影響區的含氫量，防止產生氫致裂紋。消應力熱處理在焊接完成后進行，目的是消除或減少焊接殘余應力，降低焊縫受內應力導致裂紋的可能性，保證壓力容器的設計使用壽命。

第二，嚴格按照設計要求進行無損檢測和試驗，無損檢測和試驗是檢驗壓力容器焊接質量的必要手段，避免不合格產品流出，威脅使用者和人民群眾的生命財產安全。對于壓力容器焊縫，射線檢測、超聲波檢測、真空罩檢查等應注意檢測比例和操作規程，避免漏檢和誤檢。對于壓力試驗、灌水試驗等，應注意必須達到設計要求的試驗壓力、注水高度和保持時間，以保證壓力容器的整體強度和焊縫處的密封性要求。

第三，嚴格控制壓力容器焊縫的補焊，壓力容器的壁厚往往比較薄，當焊縫出現內部超標缺陷時，應如實記錄，按程序對缺陷部位補焊，補焊前應仔細確認缺陷位置，將缺陷清理后應進行滲透檢驗以確保缺陷已經清除干凈，補焊時應采用與原焊縫相同的焊接工藝、焊接材料和焊接參數等技術要求，否則應進行相應的模擬補焊工藝評定，同時應注意補焊次數限制，避免出現違規補焊事件，補焊過程應按產品焊縫相同的要求予以記錄。

4、結束語

焊接工序是影響壓力容器質量最重要的工序，焊接質量是影響壓力容器安全性和可靠性的重要因素，制造者應對焊前、焊中、焊后易于出現質量問題的各個環節進行嚴格控制，這樣才能降低出現不合格產品的可能性，保證焊縫質量滿足設計要求。

參考文獻：

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